物质及其变化

1、第一章 物质及其变化1在30时，于一个10.0L的容器中，O2、N2和CO2混合气体的总压为93.3kPa。分析结果得，CO2的含量为5.00 g，求： （1）容器中； （2）容器中；（3）O2的摩尔份数.解： T=30+273=303K V= P=93.3 kPa （1）容器中 PV=nRTn=0.37mol（2）容器中（3）O的摩尔分数 n o2 =0.2860.37 =0.106mol 20时将同一初压的4.00L N2和1.00L O2压缩到一个体积为2.00L的真空容器中，混合气体的总压为255.0 kPa，试求：（1）两种气体的初压；（2）混合气体中各组分气体的分压；（3）各气体的

2、物质的量解： （1）P1V1=P2V2（2）混合气体各组分气体分压（3）各气体物质的量 3在25和103.9 kPa下，把1.308 g锌与过量稀盐酸作用，可以得到干燥氢气多少升？如果上述氢气在相同条件下于水面上收集，它的体积应为多少升（25的水饱和蒸气压为3.17 kPa）？解： T=25+273=298K P=103.9kPa 41.34 g CaC2与H2O发生如下反应：CaC2(s) + 2 H2O(l) = C2H2 (g) + Ca(OH)2(s)产生的C2H2气体用排水集气法收集，体积为0.471 L。若此时温度为23，大气压力为99.0 kPa，该反应的产率为多少（已知23时水

3、的饱和蒸气压为2.8 kPa）？解： V=0.47110-3m3 T= 23 + 273 = 296K 5在27，将电解水所得的氢、氧混合气体干燥后贮于60.0 L容器中，混合气体总质量为40.0 g，求氢气、氧气的分压。T=27+273=300K V=6010-3m3 解： 2H2O=2H2 + O2 2 ： 122n+32n=40 n=1.11moln (H2)=2.2mol n (O2)=1.1mol n 总=3.3molP(H2)=137.22/3=91.5kpaP(O2)= 137.2-91.5=45.7kpa 6某温度下，将1.013105Pa的N2 2dm3和0.506Pa的O2

4、 3dm3 放入6dm3的真空容器中，求N2和O2的分压及混合气体的总压。解： PV=n RT 7一容器中有4.4g的CO2、14g的N2和12.8g O2，总压为2.026105Pa，求各组分的分压。解： nCO2=0.1mol nN2=0.5mol nO2=0.4mol n总=1mol PCO2=2.03104 Pa PN2=1.013105 Pa PO2=8.1104 Pa8 在300K、1.013105Pa时，加热一敞口细颈瓶到500K，然后封闭细颈瓶口，并冷却至原来的温度，求这时瓶内的压强。解： 9 在273K和1013105Pa下，将10dm3洁净干燥的空气缓慢通过H3COCH3液

5、体，在此过程中，液体损失00335g求此种液体273K时的饱和蒸气压。解：由于干燥空气缓慢通过H3COCH3液体，因而空气被H3COCH3液体饱和，此时空气混合气中的H3COCH3的分压即为该温度下H3COCH3液体的饱和蒸汽压 。nH3COCH3 = 0.0335/46 = 7.2810-4moln空气 = 4.4610-2 molPH3COCH3 =7.2810-4/(7.2810-4+4.4610-2)1.013105=1.62103 Pa10 有一混合液体，总压为150Pa ，其中N2和H2的体积分数分别为025和075，求N2和H2的分压。解：PH2=112.5 Pa11 有一高压气

6、瓶，容积为30dm3 ，能承受2.6107Pa的压强，问在293K时可装入多少千克O2而不致发生危险。解： 由PV=n RT=m / MO2 *RT 12 在273K时，将同一初压的4.0 dm3N2和1.0dm3O2压缩到一个容积为2dm3的真空容器中，混合气体的总压为3.26105Pa试求：a) 两种气体的初压；b) 混合气体中各组分气体的分压；c) 各气体的物质的量 。解： （1）由PV=NRT P初=0.5 P混 =1.305105 Pa （2）PN2= =2.61105 Pa PO2=0.65105 （3） 由PV=NRT NN2=0.23mol NO2=0.06mol13 已知乙醚

7、的蒸发热为25000Jmol，它在298K时的饱和蒸气压为7.58104Pa，试求在308K时的饱和蒸气压。解： 由Clansius-Clapeyron方程lg =P2=1.272105 Pa14 水的气化热为40K Jmol，求298K时水的饱和蒸气压。解： 由Clansius-Clapeyron方程lg = P2=3.94103 Pa15 将含有硝酸铜和铜粉的混合物若干克在空气中加热,使其充分反应,结果反应前后质量未变,求原混合物中铜和硝酸铜的摩尔百分组成. ( 原子量: N:14 O:16 Cu: 64 ) 解: 设铜为Xmol , 硝酸铜为Ymol2Cu + O2 = 2 CuO2mo

8、l 增加32克X ZZ=16X 2Cu(NO3)2= 2CuO+4NO2+O22mol 减量: 446+32=216Y WW=108YZ=W16X=108Y 令: X+Y=1 则: X= 0.87 = 87% Y= 0.13 = 13%16 300K,101.325 kPa下,一烧瓶充满氮气的质量为0.050426 kg,在相同条件下, 充满氢气为0.049888 kg,则烧瓶的体积为多少升? 解: 设烧瓶质量为m克 则 28n+m=50.426 2n+m=49.888 n =0.021mol由PV=n RTV= =0.51 L 17 将含等摩尔氮气和氢气的混合气体通入一反应器,在30397.

9、5kPa下反应，若氢气反应掉20%,这时反应器内的压力为多少？. 解: N2 + 3H2 = 2NH3反应前: n n 0反应后: n- n-0.2n n总= n- + n-0.2n + =1.867n P前/P后=2n/n总P后=28376kPa 18 将等体积混合的SO2(g),O2(g)的混合气体,通过接触器,有90%的SO2变为SO3,求混合气体中各气体的体积分数。 解: 2SO2 + 3O2 = 2SO3反应前: V V 0反应后: V-0.6V V-0.9V 0 V总= V- 0.6V +V-0.9V =0.5VVSO2= (V- 0.6V) /0.5V*100% =80%VO2=

10、 (V- 0.9V) /0.5V*100% =20%19 2mol/LH2SO4溶液5L与足量锌反应，在压力为100 kPa和300K时，能制得多少体积的氢气？解： n=25=10 mol PV= nRT 20在等温条件下，计算下列情况混合气体的总压力和各组分的摩尔分数。容器1容积2LPo2=150kPa容器2容积3LPco2=120kPa（1）把中间开关打开，让其自动混合。（2）把中间开关打开，将容器2的CO2全部压缩到容器1中。解：（1）PV=PV V3 = 5LO2 的压力为 Po2 = P1V1 / V3 = 1502/5 = 60 kPaCO2的压力为 Pco2 = P2V2 / V

11、3 = 1203 / 5 = 72 kPa总压为 P总= Po2 Pco2 = 60 + 72 = 132 kPaXo2 = Po2 / P总 = 60 / 132 = 0.45Xco2 = Pco2 / P总 = 72 /132 = 0.55 （2） 各组分的摩尔数不变V5 = V1=2L P5 = P总 =? P总= P5 =P1+ P2V2 / V5= P总 =150+1203 / 2 = 330 kPa或 P总V3= P总V5P总=P总V3 / V5= 1325 / 2 = 330 kPa21在27。C时，测得某一煤气罐压力为500 kPa，体积为30 L，经取样分析其各组分气体的体积百分数为：CO60%，H210%，其它气体30%。试求CO，H2的分压以及CO和H2的物质的量。解 ： 系统总物质的量为 PV= n RT 根据分压力及分体积定律， 有下式： XB = ni /n总 = Vi / V总 = Pi / P总 则 Xco = V1 / V总 = 0.6 XH2 = V2/ V总 = 0.1 n（co2）= n总 Xco2 = 3.6 mol Pco2 = P总 Xco2 =5000.6 =300KPa n（H2） = n总 XH2 = 0.6 mol PH2 = P总XH2 = 5000.1 = 50KPa22试定性比